Avaliação da carbonatação de elementos de concreto com proteção superficial

Abstract

No presente estudo, foi desenvolvida uma investigação experimental sobre a influência de sistemas de proteção superficial na carbonatação de elementos de concreto e argamassa, com e sem camadas de proteção, expostos a condições naturais. Foram analisados cinco sistemas: sem proteção (SP) e sistemas multicamadas compostos por argamassa (20 mm), selador, massa corrida e pintura final à base de látex PVA (TPVA) ou de tinta acrílica (acetinada – TAA, fosca – TAF e semibrilho – TASB). Os elementos foram submetidos a três condições de exposição: ambiente externo desprotegido da chuva, ambiente externo protegido da chuva e ambiente interno. Os resultados indicam diferenças significativas entre os sistemas de proteção. Aos 180 dias, os elementos de argamassa sem proteção apresentaram profundidades médias superiores a 30 mm em todos os ambientes, enquanto a tinta acrílica acetinada limitou a carbonatação a valores próximos ou inferiores a 10 mm, o que corresponde a reduções de até 71% no ambiente externo protegido e de 82% no ambiente interno, em relação ao grupo SP. As tintas acrílicas semibrilho e fosca também apresentaram reduções relevantes, de 58% a 66%. Já a tinta látex PVA apresentou desempenho semelhante ao da ausência de proteção, com reduções inferiores a 10%. Correlações estatísticas indicaram que, no sistema sem proteção, a carbonatação apresenta correlação positiva moderada com a temperatura. No sistema com tinta PVA, a correlação também foi moderada, enquanto na tinta acrílica acetinada, foi fraca, evidenciando que revestimentos acrílicos eficientes reduzem a sensibilidade às variações térmicas. A umidade relativa mostrou-se variável crítica, com maiores profundidades em faixas intermediárias (75–80%), que equilibram a difusão de CO₂ e a disponibilidade de água para reação. A precipitação apresentou comportamento dual: embora a chuva reduza a carbonatação por saturação dos poros, observou-se correlação positiva moderada em períodos com eventos intensos seguidos de secagem, indicando a influência de ciclos de molhagem e secagem. Esses resultados reforçam a importância de integrar temperatura, umidade e precipitação à modelagem da carbonatação e de considerar a existência de sistemas de proteção dos elementos de concreto nas análises de vida útil e de durabilidade.

In this study, an experimental investigation was conducted to evaluate the influence of surface protection systems on the carbonation of concrete and mortar elements, with and without protective layers, under natural exposure conditions. Five systems were analyzed: unprotected (SP) and multilayer systems composed of mortar (20 mm), sealer, skim coat, and final paint finish based on PVA latex (TPVA) or acrylic paint (satin – TAA, matte – TAF, and semi-gloss – TASB). The specimens were subjected to three exposure conditions: outdoor, unprotected from rain; outdoor, protected from rain; and indoors. The results indicate significant differences among the protection systems. At 180 days, unprotected mortar elements exhibited average carbonation depths exceeding 30 mm in all environments, whereas the satin acrylic paint limited carbonation to values close to or below 10 mm, corresponding to reductions of up to 71% in the outdoor protected environment and 82% indoors, compared with the SP group. The semi-gloss and matte acrylic paints also showed reductions of 58%-66%. In contrast, PVA latex paint performed similarly to the unprotected condition, with reductions of less than 10%. Statistical correlations indicated that, in the unprotected system, carbonation was moderately positively correlated with temperature. A moderate correlation was also observed for the PVA paint system, whereas for the satin acrylic paint, the correlation was weak, demonstrating that efficient acrylic coatings reduce sensitivity to thermal variations. Relative humidity proved to be a critical variable, with greater carbonation depths observed at intermediate levels (75–80%), where CO₂ diffusion and water availability for the reaction are balanced. Precipitation exhibited dual behavior: although rainfall reduces carbonation due to pore saturation, a moderate positive correlation was observed during periods of intense rainfall followed by drying, suggesting the influence of wetting–drying cycles. These findings highlight the importance of integrating temperature, humidity, and precipitation into carbonation modeling and of accounting for the presence of surface protection systems in service-life and durability analyses of concrete structures.